存儲器與寄存器的區(qū)別
什么是寄存器?寄存器就是CPU內(nèi)部用來存放數(shù)據(jù)的一些小型存儲區(qū)域,用來暫時存放參與運算的數(shù)據(jù)和運算結果。實際上寄存器就是一種常用的時序邏輯電路,但這種時序邏輯電路只包含存儲電路。因此在數(shù)字電路中,用來存放二進制數(shù)據(jù)或代碼的電路稱為寄存器。而存儲器是計算機系統(tǒng)中的記憶設備,用來存放程序和數(shù)據(jù)。既然都是用來存放數(shù)據(jù)的東西,那么這兩者有什么區(qū)別呢?下面一起看看:
圖一: 存儲器
1.主要功能
存儲器功能:存放指令和數(shù)據(jù),并能由中央處理器(CPU)直接隨機存取。
寄存器功能:可將寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)執(zhí)行算術及邏輯運算,存于寄存器內(nèi)的地址可用來指向內(nèi)存的某個位置,即尋址;可以用來讀寫數(shù)據(jù)到電腦的周邊設備。
2.訪問速度
寄存器的速度比主存儲器的速度要快很多,由于寄存器的容量有限,所以將不需要操作的數(shù)據(jù)存放在主存儲器中;而主存儲器中的數(shù)據(jù)必須放入寄存器材能夠進行操作。簡單地說:寄存器是操作數(shù)據(jù)的地方,存儲器是存放數(shù)據(jù)的地方。
3.結構
寄存器一般是指由基本的RS觸發(fā)器結構衍生出來的D觸發(fā),就是一些與非門構成的結構,一般整合在CPU內(nèi),其讀寫速度跟CPU的運行速度基本匹配,但因為性能優(yōu)越,所以造價昂貴,一般好的CPU也就只有幾MB的2級緩存,1級緩存更小。
存儲器是在CPU外,一般指硬盤,U盤等可以在切斷電源后保存資料的設備,容量一般比較大,缺點是讀寫速度都很慢,普通的機械硬盤讀寫速度一般是50MB/S左右。
所以內(nèi)存和寄存器的出現(xiàn)就是為了解決存儲器讀寫速度慢而產(chǎn)生的多級存儲機制。
4.優(yōu)勢
使用寄存器可以縮短至零長度、節(jié)省存儲空間,提高指令的執(zhí)行速度。不同的寄存器有不同的作用,如:通用寄存器(GR)用以存放操作數(shù)、操作數(shù)的地址或中間結果;指令寄存器(IR)用以存放當前正在執(zhí)行的指令,以便在指令執(zhí)行的過程中,控制完成一條指令的全部功能。
但是存儲器包括寄存器,存儲器有ROM和RAM,寄存器只是用來暫時存儲,是臨時分配出來的,所以存儲器不會像寄存器斷電后里面的內(nèi)容就沒了。
圖二: 雙向移位寄存器
以上就是存儲器與寄存器的區(qū)別介紹了。為提高存儲器的性能,通常把各種不同存儲容量、存取速度和價格的存儲器按層次結構組成多層存儲器,并通過管理軟件和輔助硬件有機組合成統(tǒng)一的整體,使所存放的程序和數(shù)據(jù)按層次分布在各存儲器中。
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